无线通信方法、装置、通信装置及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种无线通信方法，簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧；其中，所述请求帧携带有待发数据包的长度信息；根据待发数据包的优先级对所有待发数据包进行排序；其中，包长越短的待发数据包所对应的优先级越高；将待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的第一个时隙；若所有信道的第一个时隙分配完毕且有剩余的待发数据包，则将剩余的待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的下一时隙。本发明专利技术还提供无线通信的装置、通信装置及可读存储介质。本发明专利技术使得信道的利用率提升，网络的实时性以及吞吐量都得到改善。

【技术实现步骤摘要】
无线通信方法、装置、通信装置及可读存储介质
本专利技术涉及电子
，具体涉及一种无线通信方法、装置、通信装置及可读存储介质。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。随着无线技术的发展，无线总线替换有线总线逐渐成为研究热点。无线技术具有灵活接入、便于诊断等优点。现有的无线技术提供了多个信道，比如在2.4GHz频段，基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)提供了11个信道，基于IEEE802.15.4的无线个人局域域网(WPAN)提供了16个信道，但是实际通信往往只用其中一个信道，这造成了信道资源极大的浪费。在MAC层引入多信道技术成为充分利用信道资源，发挥无线技术特有优势的一大途径。现有的对多信道MAC的研究按照协议大致可以分类两类：1、基于IEEE802.11的研究，其最典型的就是在WLAN中引入多信道MAC。为了充分发挥WLAN的带宽资源，使其具有替代企业骨干网和最后一英里接入网的能力，WLAN中引入了一种无线网状网的网络架构。通过在每一个节点上装备多个收发器，无线节点可以同时在多个信道上进行无干扰的通信，极大的提高网络吞吐量。无线网络相对于有线网络还容易受到隐藏通信装置的影响。在WLAN中可以在每一个节点上只装备一个收发器，通过执行动态的信道切换避免了隐藏通信装置问题。2、基于IEEE802.15.4的研究，其最常见的就是在紫峰(ZigBee)中引入多信道MAC。由于ZigBee和WLAN共用2.4Ghz的信道，WLAN的发射功率远大于ZigBee，为了避免WLAN的干扰，ZigBee采用基于干扰评价以及动态切换信道的方法来解决WLAN干扰的问题。尽管可以切换所有的信道，但是同一时刻只能使用一个信道。除了减少WLAN干扰，ZigBee还可以使用多信道协议解决自干扰的问题。为了避免信标帧碰撞，ZigBee的节点可以在不同的信道上发送超帧结构中的信标。虽然相对于传统的单信道在吞吐量上有着进步，但是在实时性以及可靠性上仍然不满足无线总线的要求。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种无线通信方法，使得信道的利用率提升，网络的实时性以及吞吐量都得到改善，本专利技术还提供一种装置、通信装置及可读存储介质。本专利技术的第一方面提供一种无线通信方法，应用于包括至少两个信道的簇内通信，所述方法包括：簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧；其中，所述请求帧携带有待发数据包的长度信息；根据待发数据包的优先级对所有待发数据包进行排序；其中，包长越短的待发数据包所对应的优先级越高；将待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的第一个时隙；若所有信道的第一个时隙分配完毕且有剩余的待发数据包，则将剩余的待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的下一时隙。进一步的，所述根据优先级从高到底的顺序将待发数据包依次分配到至少两个信道的第一个时隙，包括：对所述至少两个信道按照优先级从高到低进行排序；将优先级高的待发数据包依次分配到排序在前的信道的第一个时隙。进一步的，在所述簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧之前，所述方法还包括：所述簇首在超帧开始时向所述各个簇节点广播发送信标帧，其中，所述超帧是IEEE802.15.4中的超帧结构的改进，每一所述超帧均包括基于竞争的CSMA部分以及基于调度的TDMA部分，并剔除了非活跃部分。进一步的，不同紧急程度的待发数据包在相应的CSMA部分具有不同的帧间间隔以及不同大小的回退窗口；其中，紧急程度越高的待发数据包，其帧间间隔越短且回退窗口越小。进一步的，所述TDMA部分包括多个时隙，所述时隙的个数大于簇节点的个数。本专利技术第二方面提供一种无线通信的装置，应用于包括至少两个信道的簇内通信，所述装置包括：接收模块，用于簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧；其中，所述请求帧携带有待发数据包的长度信息；排序模块，用于根据待发数据包的优先级对所有待发数据包进行排序；其中，包长越短的待发数据包所对应的优先级越高；分配模块，用于将待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的第一个时隙；以及当所有信道的第一个时隙分配完毕且有剩余的待发数据包时，将剩余的待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的下一时隙。进一步的，所述分配模块，具体还用于：对所述至少两个信道按照优先级从高到低进行排序；将优先级高的待发数据包依次分配到排序在前的信道的第一个时隙。进一步的，所述装置还包括：发送模块，用于在所述簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧之前，所述簇首在超帧开始时向所述各个簇节点广播发送信标帧，其中，所述超帧是IEEE802.15.4中的超帧结构的改进，每一所述超帧均包括基于竞争的CSMA部分以及基于调度的TDMA部分，并剔除了非活跃部分。本专利技术第三方面提供一种通信装置，所述通信装置包括处理器，所述处理器用于执行存储装置中存储的程序时实现所述的无线通信方法的步骤。本专利技术第四方面提供一种可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现所述的无线通信方法的步骤。本专利技术提供的无线通信方法、装置、计算机装置及计算机可读存储介质，应用于包括至少两个信道的簇内通信，簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧；其中，所述请求帧携带有待发数据包的长度信息；根据待发数据包的优先级对所有待发数据包进行排序；其中，包长越短的待发数据包所对应的优先级越高；将待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的第一个时隙；若所有信道的第一个时隙分配完毕且有剩余的待发数据包，则将剩余的待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的下一时隙，本专利技术基于全局的列队的最早截止时间优先算法，能够让信道的利用率大大增加，网络的实时性以及吞吐量得到了有效的改善。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是WIA-PA的网络结构示意图；图2是本专利技术的网络模型结构示意图；图3是本专利技术提供的无线通信方法的流程图；图4是IEEE802.15.4协议中的超帧结构示意图；图5是本专利技术的超帧结构示意图；图6是本专利技术的超帧中CSMA部分的结构示意图；图7是本专利技术的基于全局队列的EDF调度的示意图；图8是基于本地列队的EDF调度的示意图；图9是不同的调度算法下包延时的变化情况示意图；图10是不同调度算法下网络吞吐量的变化情况示意图；图11是本专利技术的通信装置的结构示意图。主要元件符号说明通信装置1处理器10存储装置20无线通信的装置100接收模块11排序模块12分配模块13发送模块14接入模块15如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线通信方法，应用于包括至少两个信道的簇内通信，其特征在于，所述方法包括：簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧；其中，所述请求帧携带有待发数据包的长度信息；根据待发数据包的优先级对所有待发数据包进行排序；其中，包长越短的待发数据包所对应的优先级越高；将待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的第一个时隙；若所有信道的第一个时隙分配完毕且有剩余的待发数据包，则将剩余的待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的下一时隙。

【技术特征摘要】
1.一种无线通信方法，应用于包括至少两个信道的簇内通信，其特征在于，所述方法包括：簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧；其中，所述请求帧携带有待发数据包的长度信息；根据待发数据包的优先级对所有待发数据包进行排序；其中，包长越短的待发数据包所对应的优先级越高；将待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的第一个时隙；若所有信道的第一个时隙分配完毕且有剩余的待发数据包，则将剩余的待发数据包按照优先级从高到低的顺序依次分配到所述至少两个信道的下一时隙。2.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述根据优先级从高到底的顺序将待发数据包依次分配到至少两个信道的第一个时隙，包括：对所述至少两个信道按照优先级从高到低进行排序；将优先级高的待发数据包依次分配到排序在前的信道的第一个时隙。3.根据权利要求1或2所述的无线通信方法，其特征在于，在所述簇首接收到的各个簇节点发送的与所述簇首进行数据传输的请求帧之前，所述方法还包括：所述簇首在超帧开始时向所述各个簇节点广播信标帧，其中，所述超帧是IEEE802.15.4中的超帧结构的改进，每一所述超帧均包括基于竞争的CSMA部分以及基于调度的TDMA部分，并剔除了非活跃部分。4.根据权利要求3所述的无线通信方法，其特征在于，在所述簇首在超帧开始时向所述各个簇节点广播信标帧之后，所述方法还包括：所述各个簇节点在竞争期通过CSMA/CA机制接入信道，并向所述簇首发送所述请求帧，其中，不同紧急程度的待发数据包在相应的CSMA部分具有不同的帧间间隔以及不同大小的回退窗口；其中，紧急程度越高的待发数据包所对应的帧间间隔越短且回退窗口越小。5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴玉奎，刘王祥，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：广东,44